本套試題在4T平臺中的名字為第15屆藍橋杯單片機組模擬考試三,不知道哪套是4T的模擬賽,所以兩套都敲一遍練練手感。
為了代碼呈現美觀,本文章前面的各個模塊在main函數中的處理函數均未添加退出處理,在最后給出的完整代碼中體現。
附件:第15屆藍橋杯單片機組模擬考試三
一、準備工作
1.閱讀系統框架
由系統框架圖得知,等會創建工程時需要編寫的底層模塊有:
- 初始化模塊(Init.h,Init.c)
- 指示燈模塊(Led.h,Led.c)
- 數碼管模塊(Seg.h,Seg.c)
- 溫度傳感器模塊(ds18b20.h,ds18b20.c)
- 按鍵模塊(key.h,key.c)
這些底層函數在作者的專欄《藍橋杯單片機模板搭建系列》中都詳細地講解了怎么去實現,如果讀者有不懂的可以點擊下面的鏈接。
藍橋杯單片機模板搭建系列
2.閱讀題目了解題意
- 按鍵只使用了S4、S5和S8,并且沒有錯誤按鍵次數的判斷,所以寫按鍵時可以只寫S4、S5和S8的。
- 數碼管顯示字母用到
P
和C
的段碼,在數碼管底層函數記得添加。 - 頁面顯示只有兩個頁面,所以為了更簡單地實現頁面流轉,可以定義bit型變量SegMode控制頁面流轉(為0時對應信號界面,為1時對應溫度界面)
- 由于涉及NE555,所以需要使用定時器0去計數,定時器1去計時,同時屏蔽掉按鍵模塊中對P34的賦值
二、數碼管模塊
1.Seg.h
#ifndef __Seg_H__
#define __Seg_H__void SegDisp(unsigned char wela, unsigned char dula, unsigned char point);#endif
2.Seg.c
#include <STC15F2K60S2.H>code unsigned char Seg_Table[] =
{
0xc0, //0
0xf9, //1
0xa4, //2
0xb0, //3
0x99, //4
0x92, //5
0x82, //6
0xf8, //7
0x80, //8
0x90, //9
0xff, //空
0x8c, //P
0xc6, //C
};void SegDisp(unsigned char wela, unsigned char dula, unsigned char point)
{P0 = 0xff;P2 = P2 & 0x1f | 0xe0;P2 &= 0x1f;P0 = (0x01 << wela);P2 = P2 & 0x1f | 0xc0;P2 &= 0x1f;P0 = Seg_Table[dula];if(point)P0 &= 0x7f;P2 = P2 & 0x1f | 0xe0;P2 &= 0x1f;
}
3.NE555
NE555在底層搭建系列也已經講過了,這邊直接給出代碼
void Timer0_Init(void) //1毫秒@12.000MHz
{AUXR &= 0x7F; //定時器時鐘12T模式TMOD &= 0xF0; //設置定時器模式TMOD |= 0x05; //設置定時器模式TL0 = 0; //設置定時初始值TH0 = 0; //設置定時初始值TF0 = 0; //清除TF0標志TR0 = 1; //定時器0開始計時
}void Timer1_Init(void) //1毫秒@12.000MHz
{AUXR &= 0xBF; //定時器時鐘12T模式TMOD &= 0x0F; //設置定時器模式TL1 = 0x18; //設置定時初始值TH1 = 0xFC; //設置定時初始值TF1 = 0; //清除TF1標志TR1 = 1; //定時器1開始計時ET1 = 1; //使能定時器1中斷EA = 1;
}void Timer1_Isr(void) interrupt 3
{//systick++;調度器使用if(++SegPos == 8)SegPos = 0;SegDisp(SegPos,SegBuf[SegPos],SegPoint[SegPos]);if(++Time_1s == 1000){Time_1s = 0;f = (TH0 << 8) | TL0;TH0 = TL0 = 0;}
}
4.main.c中的數碼管處理函數SegProc
信號界面
用bit型變量SegMode來控制頁面流轉,當SegMode等于0時,對應顯示界面為NE555頻率測量,NE555的上限值大概在31000多,所以第一位和第二位數碼管直接熄滅即可(最左邊的數碼管為第零位數碼管),顯示界面還需要進行高位為0熄滅的判斷,這個也是很簡單的,代碼如下:
void SegProc()
{unsigned char i;if(!SegMode){SegBuf[0] = 11;SegBuf[1] = 10;SegBuf[2] = 10;SegBuf[3] = f / 10000 % 10;SegBuf[4] = f / 1000 % 10;SegBuf[5] = f / 100 % 10;SegBuf[6] = f / 10 % 10;SegPoint[6] = 0;SegBuf[7] = f % 10;//高位熄滅處理i = 3;while(SegBuf[i] == 0){SegBuf[i] = 10;if(++i == 7)break;}}
}
溫度界面
ds18b20底層代碼
#ifndef __ds18b20_H__
#define __ds18b20_H__float TemRead();#endif
#include <STC15F2K60S2.H>sbit DQ = P1^4;void Delay_OneWire(unsigned int t)
{unsigned char i;while(t--){for(i=0;i<12;i++);}
}//
void Write_DS18B20(unsigned char dat)
{unsigned char i;for(i=0;i<8;i++){DQ = 0;DQ = dat&0x01;Delay_OneWire(5);DQ = 1;dat >>= 1;}Delay_OneWire(5);
}//
unsigned char Read_DS18B20(void)
{unsigned char i;unsigned char dat;for(i=0;i<8;i++){DQ = 0;dat >>= 1;DQ = 1;if(DQ){dat |= 0x80;} Delay_OneWire(5);}return dat;
}//
bit init_ds18b20(void)
{bit initflag = 0;DQ = 1;Delay_OneWire(12);DQ = 0;Delay_OneWire(80);DQ = 1;Delay_OneWire(10); initflag = DQ; Delay_OneWire(5);return initflag;
}float TemRead()
{idata unsigned char tem_low, tem_hig;init_ds18b20();Write_DS18B20(0xcc);Write_DS18B20(0x44);init_ds18b20();Write_DS18B20(0xcc);Write_DS18B20(0xbe);tem_low = Read_DS18B20();tem_hig = Read_DS18B20();return ((tem_hig << 8) | tem_low) / 16.0;
}
SegMode為1時,對應溫度讀取界面,由于作者個人習慣不喜歡使用float型變量,所以在這邊使用的是unsigned int型變量Tem_10x(將溫度放大10倍),這邊也是給出兩種寫法。
寫法一:定義float型變量
//取余變量聲明、函數聲明、頭文件引用均省略
idata float Tem;void SegProc()
{if(!SegMode){//省略}else{SegBuf[0] = 12;SegBuf[1] = 10;SegBuf[2] = 10;SegBuf[3] = 10;SegBuf[4] = 10;SegBuf[5] = (unsigned char)Tem / 10;SegBuf[6] = (unsigned char)Tem % 10;SegPoint[6] = 1;SegBuf[7] = (unsigned char)(Tem * 10) % 10;}
}void TemProc()
{Tem = TemRead();
}
寫法二:定義unsigned int型變量
idata unsigned int Tem;void SegProc()
{if(!SegMode){//省略}else{SegBuf[0] = 12;SegBuf[1] = 10;SegBuf[2] = 10;SegBuf[3] = 10;SegBuf[4] = 10;SegBuf[5] = Tem_10x / 100;SegBuf[6] = Tem_10x / 10 % 10;SegPoint[6] = 1;SegBuf[7] = Tem_10x % 10;}
}void TemProc()
{Tem_10x = TemRead() * 10;
}
采集頻率
- 在信號頁面按下S5為頻率數據采集,此時數碼管顯示周期。
- 周期 = 1 頻率 \frac{1}{頻率} 頻率1? * 10 6 ^6 6(1s=10 6 u s ^6us 6us)
定義bit型變量FreMode控制信號頁面的數據顯示 - FreMode為0時,顯示頻率,為1時,顯示周期。
- 如果頻率值為1時,周期為100 0000us,所以高位熄滅的判斷要從數碼管第一位開始判斷。
void SegProc()
{unsigned char i;if(!SegMode){SegBuf[0] = 11;if(!FreMode){//頻率顯示頁面}else{T = 1000000 / f;SegBuf[1] = T / 1000000 % 10;SegBuf[2] = T / 100000 % 10;SegBuf[3] = T / 10000 % 10;SegBuf[4] = T / 1000 % 10;SegBuf[5] = T / 100 % 10;SegBuf[6] = T / 10 % 10;SegPoint[6] = 0;SegBuf[7] = T % 10;//高位數據為0熄滅判斷i = 1;while(SegBuf[i] == 0){SegBuf[i] = 10;if(++i == 7)break;}}}
}
溫度取整
- 溫度界面按下S5時將溫度保留整數后在數碼管中顯示,這個時候應在數碼管的低二位(最右邊兩個數碼管)顯示溫度數據。
- 同樣的,定義bit型變量TemMode來控制溫度顯示頁面的數據顯示。
else//溫度頁面{SegBuf[0] = 12;SegBuf[1] = 10;SegBuf[2] = 10;SegBuf[3] = 10;SegBuf[4] = 10;/*if(!TemMode){SegBuf[5] = Tem_10x / 100;SegBuf[6] = Tem_10x / 10 % 10;SegPoint[6] = 1;SegBuf[7] = Tem_10x % 10;}*/else//溫度整數顯示{SegBuf[5] = 10;SegBuf[6] = Tem_10x / 100;SegBuf[7] = Tem_10x / 10 % 10;SegPoint[6] = 0;}}
5.數碼管模塊完整代碼
void SegProc()
{unsigned char i;if(!SegMode){SegBuf[0] = 11;if(!FreMode){SegBuf[1] = 10;SegBuf[2] = 10;SegBuf[3] = f / 10000 % 10;SegBuf[4] = f / 1000 % 10;SegBuf[5] = f / 100 % 10;SegBuf[6] = f / 10 % 10;SegPoint[6] = 0;SegBuf[7] = f % 10;i = 3;while(SegBuf[i] == 0){SegBuf[i] = 10;if(++i == 7)break;}}else{T = 1000000 / f;SegBuf[1] = T / 1000000 % 10;SegBuf[2] = T / 100000 % 10;SegBuf[3] = T / 10000 % 10;SegBuf[4] = T / 1000 % 10;SegBuf[5] = T / 100 % 10;SegBuf[6] = T / 10 % 10;SegPoint[6] = 0;SegBuf[7] = T % 10;i = 1;while(SegBuf[i] == 0){SegBuf[i] = 10;if(++i == 7)break;}}}else{SegBuf[0] = 12;SegBuf[1] = 10;SegBuf[2] = 10;SegBuf[3] = 10;SegBuf[4] = 10;if(!TemMode){SegBuf[5] = Tem_10x / 100;SegBuf[6] = Tem_10x / 10 % 10;SegPoint[6] = 1;SegBuf[7] = Tem_10x % 10;}else{SegBuf[5] = 10;SegBuf[6] = Tem_10x / 100;SegBuf[7] = Tem_10x / 10 % 10;SegPoint[6] = 0;}}
}
三、按鍵模塊
1.按鍵底層代碼
#ifndef __Key_H__
#define __Key_H__unsigned char KeyDisp();#endif
#include <STC15F2K60S2.H>unsigned char KeyDisp()
{unsigned char temp = 0x00;P44 = 0;P42 = 1;P35 = 1;if(P32 == 0) temp = 5;if(P33 == 0) temp = 4;P44 = 1;P42 = 0;P35 = 1;if(P32 == 0) temp = 9;return temp;
}
2.按鍵實現
按鍵模塊特別簡單,直接給出代碼
這邊注意的是,SegMode、FreMode、TemMode在前文中都已經定義成bit型變量,bit型變量是嵌入式系統設計中特有的變量,它的取值只有0和1,所以在按鍵S4、S5的變量取反可以使用下面兩種方法實現:
SegMode = !SegMode;
SegMode ^= 1;
3.按鍵模塊完整代碼:
void KeyProc()
{KeyVal = KeyDisp();KeyDown = KeyVal & ~KeyOld;KeyDown = ~KeyVal & KeyOld;KeyOld = KeyVal;switch(KeyDown){case 4:SegMode ^= 1;break;case 5:if(!SegMode){/*在下文的Led模塊實現if(!FreMode)CountFlag = 1;*/FreMode ^= 1;}elseTemMode ^= 1;break;case 9:SegMode = 0;FreMode = 0;TemMode = 0;break;}
}
四、Led模塊
1.Led底層代碼
#ifndef __Led_H__
#define __Led_H__void LedDisp(unsigned char *ucLed);#endif
#include <STC15F2K60S2.H>void LedDisp(unsigned char *ucLed)
{unsigned char i, temp = 0x00;static unsigned char temp_old = 0xff;for(i = 0; i < 8; i++)temp |= (ucLed[i] << i);if(temp != temp_old){P0 = ~temp;P2 = P2 & 0x1f | 0x80;P2 &= 0x1f;temp_old = temp;}
}
2.L1、L2
L1、L2的點亮邏輯很簡單
讀者可以使用下面的代碼也可以使用if-else語句或者三目運算符。
void LedProc()
{ucLed[0] = !SegMode;ucLed[1] = SegMode;
}
3.L3
- L3的點亮邏輯是在信號頁面激活采集功能后,L3點亮1s后熄滅,這邊要注意的是,L3點亮是當采集功能激活后點亮的,而且1s后就要熄滅,沒有進行其他操作時不能重復點亮。
- 定時點亮、定時熄滅邏輯:定義時間變量以及指示燈標志位,時間變量在定時器內計時,當時間變量達到指定時間時,時間變量復位,指示燈標志位開啟/關閉。
- 本題實現方法有很多,下面給出我能想到的最簡單的方法,如果讀者有更簡單的方法,歡迎評論區討論。
/*有關于L3的變量定義*/
idata unsigned int Time_1s_Led;/*
*CountFlag兩個作用:
*1.CountFlag置1時,Time_1s_Led開始計時
*CountFlag置0時,Time_1s_Led復位
*2.ucLed[2] = CountFlag,即L3是否點亮決定于CountFlag
*/
idata bit CountFlag;//CountFlag激活地
void KeyProc()
{switch(KeyDown){case 5:if(!SegMode){if(!FreMode)CountFlag = 1;//只有跳轉到采集界面才激活CountFlagFreMode ^= 1;}}
}//Led
void LedProc()
{ucLed[2] = CountFlag;
}//定時器1中斷服務函數
void Timer1_Isr(void) interrupt 3
{//其它省略if(CountFlag)//開燈計時{if(++Time_1s_Led == 1000){Time_1s_Led = 0;//復位CountFlag = 0;//關燈}}
}
4.L4
- L4的點亮邏輯是實時溫度超過40°時L4以100ms為間隔閃爍
- 指示燈閃爍的邏輯很簡單,定義一個計時變量和一個Led點亮標志位,定時器中斷中計時變量達到特定時間時,將Led點亮標志位取反,讓ucLed[2] = Led點亮標志位,這樣就可以實現指示燈閃爍
idata unsigned char Time_100ms;idata bit LedFlah;//當實時溫度>40°時,標志位置1
idata bit LedFlash;//L4使能標志位void TemProc()
{Tem_10x = TemRead() * 10;LedFlag = (Tem_10x > 300);
}void LedProc()
{ucLed[7] = LedFlash;
}void Timer1_Isr(void) interrupt 3
{if(LedFlag){if(++Time_100ms == 100){Time_100ms = 0;LedFlash ^= 1;}}else{Time_100ms = 0;LedFlash = 0;}
}
五、完整代碼
完整代碼的思路是沒有問題的,已經通過4T評測了,完整代碼是根據以上代碼片段拼湊起來的,如果讀者用以下代碼搭建的工程不能完整實現工程或者報錯,請及時聯系我。
#include <STC15F2K60S2.H>
#include "Init.h"
#include "Key.h"
#include "Seg.h"
#include "Led.h"
#include "ds18b20.h"typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned long int u32;idata u8 Key_Slow; //按鍵減速變量 10ms
idata u8 Seg_Slow; //數碼管減速變量 500ms
idata u8 SegPos;
idata u8 KeyVal, KeyDown, KeyUp, KeyOld;
idata u8 Time_100ms;pdata u8 SegBuf[8] = {10,10,10,10,10,10,10,10};
pdata u8 SegPoint[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};
pdata u8 ucLed[8] = {0,0,0,0,0,0,0,0};idata u16 Time_1s, f;
idata u16 Tem_10x;
idata u16 T;
idata u16 Time_1s_Led;idata bit SegMode;
idata bit FreMode;
idata bit TemMode;
idata bit CountFlag;
idata bit LedFlag;
idata bit LedFlash;void KeyProc()
{if(Key_Slow) return;Key_Slow = 1; //按鍵減速KeyVal = KeyDisp();KeyDown = KeyVal & ~KeyOld;KeyDown = ~KeyVal & KeyOld;KeyOld = KeyVal;switch(KeyDown){case 4:SegMode ^= 1;break;case 5:if(!SegMode){if(!FreMode)CountFlag = 1;FreMode ^= 1;}elseTemMode ^= 1;break;case 9:SegMode = 0;FreMode = 0;TemMode = 0;break;}
}void SegProc()
{unsigned char i;if(Seg_Slow) return;Seg_Slow = 1; //數碼管減速Tem_10x = TemRead() * 10;LedFlag = (Tem_10x > 300);if(!SegMode){SegBuf[0] = 11;if(!FreMode){SegBuf[1] = 10;SegBuf[2] = 10;SegBuf[3] = f / 10000 % 10;SegBuf[4] = f / 1000 % 10;SegBuf[5] = f / 100 % 10;SegBuf[6] = f / 10 % 10;SegPoint[6] = 0;SegBuf[7] = f % 10;i = 3;while(SegBuf[i] == 0){SegBuf[i] = 10;if(++i == 7)break;}}else{T = 1000000 / f;SegBuf[1] = T / 1000000 % 10;SegBuf[2] = T / 100000 % 10;SegBuf[3] = T / 10000 % 10;SegBuf[4] = T / 1000 % 10;SegBuf[5] = T / 100 % 10;SegBuf[6] = T / 10 % 10;SegPoint[6] = 0;SegBuf[7] = T % 10;i = 1;while(SegBuf[i] == 0){SegBuf[i] = 10;if(++i == 7)break;}}}else{SegBuf[0] = 12;SegBuf[1] = 10;SegBuf[2] = 10;SegBuf[3] = 10;SegBuf[4] = 10;if(!TemMode){SegBuf[5] = Tem_10x / 100;SegBuf[6] = Tem_10x / 10 % 10;SegPoint[6] = 1;SegBuf[7] = Tem_10x % 10;}else{SegBuf[5] = 10;SegBuf[6] = Tem_10x / 100;SegBuf[7] = Tem_10x / 10 % 10;SegPoint[6] = 0;}}
}void LedProc()
{ucLed[0] = !SegMode;ucLed[1] = SegMode;ucLed[2] = CountFlag;ucLed[7] = LedFlash;LedDisp(ucLed);
}void Timer0_Init(void) //1毫秒@12.000MHz
{AUXR &= 0x7F; //定時器時鐘12T模式TMOD &= 0xF0; //設置定時器模式TMOD |= 0x05; //設置定時器模式TL0 = 0; //設置定時初始值TH0 = 0; //設置定時初始值TF0 = 0; //清除TF0標志TR0 = 1; //定時器0開始計時
}void Timer1_Init(void) //1毫秒@12.000MHz
{AUXR &= 0xBF; //定時器時鐘12T模式TMOD &= 0x0F; //設置定時器模式TL1 = 0x18; //設置定時初始值TH1 = 0xFC; //設置定時初始值TF1 = 0; //清除TF1標志TR1 = 1; //定時器1開始計時ET1 = 1; //使能定時器1中斷EA = 1;
}void Timer1_Isr(void) interrupt 3
{if(++Key_Slow == 10) Key_Slow = 0; //按鍵延遲if(++Seg_Slow == 200) Seg_Slow = 0; //數碼管延遲if(++SegPos == 8) SegPos = 0;SegDisp(SegPos,SegBuf[SegPos],SegPoint[SegPos]);if(++Time_1s == 1000){Time_1s = 0;f = (TH0 << 8) | TL0;TH0 = TL0 = 0;}if(CountFlag){if(++Time_1s_Led == 1000){Time_1s_Led = 0;CountFlag = 0;}}if(LedFlag){if(++Time_100ms == 100){Time_100ms = 0;LedFlash ^= 1;}}else{Time_100ms = 0;LedFlash = 0;}
}void main()
{SystemInit();Timer0_Init();Timer1_Init();while(1){KeyProc();SegProc();LedProc();}
}